Мерцание - это видимое изменение яркости между циклами, отображаемыми на видеодисплеях . Это особенно относится к интервалу обновления на телевизорах с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) и компьютерных мониторах , а также на плазменных компьютерных дисплеях и телевизорах .
Вхождение
Мерцание возникает на ЭЛТ, когда они управляются с низкой частотой обновления , позволяя яркости падать на достаточно длительные промежутки времени, чтобы их мог заметить человеческий глаз - посмотрите на постоянство зрения и порог слияния мерцания . Для большинства устройств люминофор экрана быстро теряет возбуждение между развертками электронной пушки , и послесвечение не может заполнить такие промежутки - см. Стойкость люминофора . Частота обновления 60 Гц на большинстве экранов вызовет видимый эффект «мерцания». Большинство людей считают, что частота обновления 70–90 Гц и выше обеспечивает просмотр без мерцания на ЭЛТ. Использование частоты обновления выше 120 Гц является редкостью, так как они обеспечивают незначительное уменьшение мерцания и ограничивают доступное разрешение.
Аналогичный эффект имеют плазменные дисплеи с плоским экраном . Плазменные пиксели становятся менее яркими между обновлениями.
В ЖК- экранах сам ЖК-дисплей не мерцает, он сохраняет свою непрозрачность неизменной до обновления для следующего кадра. Однако, чтобы предотвратить накопление повреждений, ЖК-дисплеи быстро меняют напряжение между положительным и отрицательным для каждого пикселя, что называется «инверсией полярности». В идеале это было бы незаметно, потому что каждый пиксель имеет одинаковую яркость независимо от того, приложено ли положительное или отрицательное напряжение. На практике есть небольшая разница, а это означает, что каждый пиксель мерцает с частотой около 30 Гц. [1] Экраны, которые используют противоположную полярность на строку или на пиксель, могут уменьшить этот эффект по сравнению с тем, когда весь экран имеет одинаковую полярность, иногда тип экрана определяется с помощью шаблонов, разработанных для максимального эффекта. [2]
Больше беспокойства вызывает подсветка ЖК-дисплея . Раньше в ЖК-дисплеях использовались люминесцентные лампы с частотой 100–120 Гц; В более новых ЖК-дисплеях с флуоресцентной подсветкой используется электронный балласт, который мерцает на частоте 25–60 кГц, что далеко за пределами воспринимаемого человеком диапазона, а светодиодная подсветка вообще не нуждается в мерцании. Помимо любого врожденного мерцания подсветки, в большинстве конструкций люминесцентной и светодиодной подсветки используется цифровой ШИМ для части или всего диапазона затемнения путем включения и выключения с частотой от нескольких кГц до всего 180 Гц [3], хотя в некоторых случаях мерцание отсутствует. Существуют конструкции, использующие истинное аналоговое регулирование яркости по постоянному току. [4]
Мерцание необходимо кинопроектору для кино, чтобы блокировать свет при переходе пленки от одного кадра к другому. Стандартная частота кадров 24 кадра в секунду дает очень явное мерцание, поэтому даже самые ранние кинопроекторы добавляли дополнительные лопасти к вращающемуся затвору, чтобы блокировать свет, даже когда пленка не двигалась. Чаще всего используется 3 лопасти, повышающие частоту до 72 Гц. Проекторы для домашних кинотеатров (и проекторы для ранних кинотеатров) часто имеют четыре лопасти, чтобы поднять 18 кадров в секунду, используемые в немом кино, до 72 Гц. В видеопроекторах обычно используются либо ЖК-дисплеи, которые работают аналогично их настольным аналогам, либо зеркала DLP, которые мерцают с частотой 2,5-32 кГц [5], хотя «однокристальные» цветные проекторы переключаются между отображением красного, зеленого и синего каналов кадра на всего 180 Гц при использовании цветового круга или источника света RGB. Для стереоскопического 3D система с одним изображением может отображать только изображение для левого или правого глаза одновременно, переключаясь между ними с частотой 90–144 Гц, хотя это имеет преимущество в уменьшении перекрестных помех по сравнению с трехмерной проекцией с двумя изображениями. В кинопроекторах обычно используются лампы накаливания или дуговые лампы, которые сами по себе не мерцают.
Старые телевизоры использовали чересстрочное видео , поэтому, среди прочих артефактов, изображение перескакивало на одну строку с половинной скоростью (25 или 30 Гц), которую меняет изображение (50 или 60 Гц).
Точная частота обновления, необходимая для предотвращения появления мерцания, сильно зависит от среды просмотра. В полностью темной комнате достаточно тусклый дисплей может работать до 30 Гц без видимого мерцания. [ необходима цитата ] При нормальной яркости комнаты и телевизора такая же скорость отображения могла бы вызвать мерцание настолько сильное, что его невозможно было бы увидеть.
Человеческий глаз наиболее чувствителен к мерцанию по краям поля зрения человека (периферийное зрение) и наименее чувствителен к центру взгляда (область, на которой фокусируется). В результате, чем больше часть нашего поля зрения занята дисплеем, тем больше потребность в высоких частотах обновления. Вот почему ЭЛТ-мониторы компьютеров обычно работают с частотой от 70 до 90 Гц, в то время как ЭЛТ-телевизоры, которые просматриваются издалека, считаются приемлемыми с частотой 60 или 50 Гц (см. Стандарты аналогового телевидения ). [ необходима цитата ]
Жевание чего-нибудь хрустящего, такого как чипсы из тортильи или мюсли, может вызвать ощущение мерцания из-за вибрации от жевания, синхронизированной с частотой мерцания дисплея. [ необходима цитата ]
Программные артефакты
Программное обеспечение может вызывать эффекты мерцания, напрямую отображая непредусмотренное промежуточное изображение в течение короткого времени. Например, рисование страницы с текстом, сначала очищая область до белого цвета в буфере кадра , а затем рисуя ее «поверх», позволяет пустой области на мгновение появляться на экране. Обычно это намного быстрее и проще программировать, чем напрямую устанавливать конечное значение каждого пикселя.
Когда невозможно установить каждый пиксель только один раз, можно использовать двойную буферизацию . Это создает поверхность для рисования за пределами экрана, рисуя на ней (с желаемым мерцанием), а затем копируя все это сразу на экран. В результате видимые пиксели меняются только один раз. Хотя этот метод сокращает программное мерцание, он также может быть очень неэффективным. [6]
Мерцание намеренно используется разработчиками в недорогих системах для создания иллюзии большего количества объектов или цветов / оттенков, чем реально возможно в системе, или как быстрый способ имитации прозрачности. Хотя обычно считается признаком старых систем, таких как 16-битные игровые консоли, такие методы мерцания продолжают использоваться в новых системах, например, во временном сглаживании, используемом для имитации истинного цвета на большинстве ЖК-мониторов.
Видеооборудование вне монитора также может вызывать мерцание из-за множества различных артефактов, связанных с синхронизацией и разрешением, таких как разрыв экрана , z-борьба и наложение спектров .
Влияние на здоровье
Мерцание ЭЛТ - монитор может вызывать различные симптомы в тех чувствительных к нему , такие как головные боли в мигреней и судорог в эпилептиков [ править ] .
Поскольку мерцание наиболее отчетливо видно на краю поля зрения, очевидного риска при использовании ЭЛТ нет, но длительное использование может вызвать своего рода шок сетчатки, когда мерцание видно даже при взгляде в сторону от монитора. Это может вызвать своего рода укачивание , несоответствие между движением, обнаруживаемым жидкостью во внутреннем ухе, и движением, которое мы видим. Симптомы включают головокружение , усталость , головные боли и (иногда сильную) тошноту . [ необходима цитата ] Симптомы обычно исчезают менее чем за неделю без использования CRT, и обычно длятся всего несколько часов, если воздействие не длилось в течение длительного периода.
Рекомендации
- ^ http://machineryequipmentonline.com/video-equipment/liquid-crystal-display-lcdpolarity-inversion/
- ^ http://www.lagom.nl/lcd-test/inversion.php
- ^ https://www.tftcentral.co.uk/articles/pulse_width_modulation.htm
- ^ https://iristech.co/flicker-free-monitors/
- ^ https://www.ti.com/dlp-chip/advanced-light-control/applications.html
- ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2014-07-14 . Проверено 25 января 2007 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
Внешние ссылки
- Прогнозирование пороговых значений мерцания для видеотерминалов